第4章 信号的调制与解调

计算机数据通信教程 张燕

第4章 信号的调制与解调

第4章 信号的调制与解调4.1 编码技术 4.2 模拟信号的数字传输

4.3 数字信号的调制4.4 信号的解调 4.5 调制解调器

习题

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第4章 信号的调制与解调

4.1 编码技术总的来讲，传输码的结构取决于实际信道特性和 系统工作的条件，一般应具有以下主要特性： (1) 相应的基带信号中无直流成分和很小的低频成 分； (2) 传输码型的传输效率要高；

(3) 能从基带信号中提取到定时信息；(4) 具有一定的检错能力。

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第4章 信号的调制与解调 4.1.1 不归零码 不归零码有两种：单极性不归零码和双极性不归

零码。如图4-1(a)、(b)所示。

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第4章 信号的调制与解调+5 V

0V

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

(a)

+V 0V -V 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0

(b)

图4-1 不归零码 (a) 单极性不归零码；(b) 双极性不归零码

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第4章 信号的调制与解调 4.1.2 归零码 归零码有两种：单极性归零码和双极性归零码，

如图4-2(a)、(b)所示。

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第4章 信号的调制与解调+5 V

0V

0 1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1 0

(a)+V 0V -V 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

(b)

图4-2 归零码 (a) 单极性归零码；(b) 双极性归零码

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第4章 信号的调制与解调 4.1.3 双相编码 双相编码又称曼彻斯特码(Manchester),其编码原 理是将一个码元划分成两个等宽的间隔，前一个间隔 为高电平而后一个间隔为低电平表示“1”,前一个间 隔为低电平而后一个间隔为高电平表示“0”。用跳变 的观点来描述就是由正电平跳变到负电平表示“1”, 由负电平跳变到正电平表示“0”;用相位的观点来描 述就是对每个二进制代码“0”和“1”分别用两个具有 不同相位的二进制新码去取代，所以称为双相编码， 例如： 0 01 (零相位的一个周期的方波) 1 10 (180 相位的一个周期的方波)

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第4章 信号的调制与解调 则 代码： 0 1 1 0 0 1

双相码：

01 10

10

01

01

10

双相编码波形如图4-3所示。+V 0V -V 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0

图4-3 双相编码

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第4章 信号的调制与解调 4.1.4 多电平二进制编码 多电平二进制编码是指用三种电平来表示二进制信 号，较为常见的有传号交替反转码、三阶高密度双极性码 等。 1) 传号交替反转码(AMI)

传号交替反转码的编码规则是将代码“0”仍与零电平 对应，而代码“1”对应发送极性交替的正、负电平。在电 报通信中，把“1”称为传号，把“0”称为空号，因此这种 码称为传号交替反转码；又因为它是用三种电平来表示二 进制信号的，故又称其为伪三元码。传号交替反转码波形 如图4-4所示。

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+V 0 V -V 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0

图4-4 传号交替反转码

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第4章 信号的调制与解调 2) 三阶高密度双

极性码(HDB3码) 为了解决AMI码长连0的缺点，人们提出了AMI的一种

改进型编码，即三阶高密度双极性码，其编码原理是：先将代码转换成AMI码，然后检查AMI码的连0串情况，若有4个 以上连0串时，将每个4连0小段的第4个0变换成与前一个非0

符号(+1或 1)同极性的符号。这样做可能破坏“极性交替反转”规律，此符号称为破坏符号，用V符号表示，为使附加 V符号后不破坏“极性交替反转”特性，当相邻V符号之间

为奇数个非0符号时，其自动保持“极性交替反转”特性，当相邻V符号之间为偶数个非0符号时，将该小段的第1个0 变换成+B或 B,B符号的极性与前一个非0符号相反，并让 后面的非0符号从V符号开始再交替变化。例如：

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第4章 信号的调制与解调 代码：1000 000 AMI码： 1000 000 HDB3码： 1000 V 0 0 0 0 1000 0 1 1 1 +1 1 +1 +1 1 +1000 0 +1000 +V 1 1

B00

V

+1

1

HDB3码的特点是无直流成分，低频成分少，即使 有长连0也能提取同步信号，译码电路简单，但编码电 路较为复杂，是CCITT推荐使用的码之一。

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4.2 模拟信号的数字传输图4-5为模拟信号进行数字传输的实现框图。

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模拟 信源

抽样、量化 和编码

数 字 通信系统

译码和 低通滤波

图4-5 模拟信号的数字传输

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第4章 信号的调制与解调 4.2.1 抽样 所谓抽样，就是对一时间上连续的模拟信号，每

隔一定时间间隔取出不同时刻的信号值的过程。抽样定理：如果对某一带宽有限的模拟信号进行 抽样，如果模拟信号的最高频率为fm ,那么用一个重

复频率为fs (fs≥2fm)的抽样脉冲对该信号进行抽样，则得到的抽样信号中完全包含原有信号的所有信息。接 收方可以从抽样信号中完全恢复出信号。 抽样过程如图4-6所示。

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第4章 信号的调制与解调m(t) 抽样门 ms(t)

抽样脉冲

(a)m(t) ms(t) 定时脉冲 o o

t

t

(b)

(c)

图4-6 抽样过程